حساب نظام التدفئة لمنزل خاص: قواعد وأمثلة على الحساب

تدفئة منزل خاص هو عنصر ضروري في السكن المريح. توافق على أنه ينبغي تناول ترتيب مجمع التدفئة بعناية ، كما الأخطاء باهظة الثمن. لكنك لم تفعل مثل هذه الحسابات أبدًا ولا تعرف كيفية تنفيذها بشكل صحيح؟

سنساعدك - في مقالتنا سننظر بالتفصيل في كيفية حساب نظام التدفئة لمنزل خاص للتعويض بشكل فعال عن فقدان الحرارة في أشهر الشتاء.

نقدم أمثلة محددة ، مكملة لمواد المقالة بالصور المرئية ونصائح الفيديو المفيدة ، بالإضافة إلى الجداول ذات الصلة بالمؤشرات والمعاملات اللازمة للحسابات.

فقدان الحرارة لمنزل خاص

يفقد المبنى الحرارة بسبب اختلاف درجة حرارة الهواء داخل المنزل وخارجه. يكون فقدان الحرارة أعلى ، وكلما زادت أهمية مساحة غلاف المبنى (النوافذ والأسقف والجدران والأساسات).

أيضا فقدان الحرارة متصلة بمواد الهياكل المغلقة وأحجامها. على سبيل المثال ، فقدان الحرارة للجدران الرقيقة أكبر من السماكة.

فعال حساب التدفئة لمنزل خاص يجب أن تأخذ في الاعتبار المواد المستخدمة في بناء مغلفات المبنى.

على سبيل المثال ، بسماكة متساوية لجدار مصنوع من الخشب والطوب ، يتم تنفيذ الحرارة بكثافة مختلفة - فقدان الحرارة من خلال الهياكل الخشبية أبطأ. تسمح بعض المواد بمرور الحرارة بشكل أفضل (المعدن والطوب والخرسانة) ، والبعض الآخر أسوأ (الخشب والصوف المعدني ورغوة البوليسترين).

يرتبط الجو داخل مبنى سكني بشكل غير مباشر ببيئة الهواء الخارجية. الجدران وفتحات النوافذ والأبواب والسقف والأساس في الشتاء تنقل الحرارة من المنزل إلى الخارج ، وتزودها بالبرد في المقابل. يمثلون 70-90 ٪ من إجمالي فقدان الحرارة للمنزل.

الجدران والسقف والنوافذ والأبواب - كل شيء يتيح التسخين في الشتاء. يظهر التصوير الحراري بوضوح تسريبات الحرارة

يحدث تسرب مستمر للطاقة الحرارية خلال موسم التدفئة أيضًا من خلال التهوية والصرف الصحي.

عند حساب فقدان الحرارة لبناء المساكن الفردية ، عادة لا تؤخذ هذه البيانات في الاعتبار. لكن إدراج الخسائر الحرارية من خلال أنظمة الصرف الصحي والتهوية في الحساب الحراري العام للمنزل لا يزال القرار الصحيح.

يمكن لنظام العزل الحراري المرتب بشكل كبير أن يقلل بشكل كبير من تسرب الحرارة المار من خلال هياكل المباني وفتحات الأبواب / النوافذ

من المستحيل حساب دائرة التدفئة المستقلة لمنزل ريفي دون تقييم فقدان الحرارة لهياكله المغلقة. بتعبير أدق ، لن تعمل تحديد قوة المرجليكفي لتسخين الكوخ في أشد الصقيع.

سيسمح لك تحليل الاستهلاك الفعلي للطاقة الحرارية من خلال الجدران بمقارنة تكاليف معدات الغلاية والوقود بتكاليف العزل الحراري للجدران.

بعد كل شيء ، كلما كان المنزل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، أي وكلما قلّت الحرارة التي تفقدها خلال أشهر الشتاء ، انخفضت تكلفة الحصول على الوقود.

لحساب الكفاءة لنظام التدفئة ، ستحتاج معامل التوصيل الحراري مواد البناء المشتركة.

جدول قيم معامل التوصيل الحراري لمواد البناء المختلفة ، وغالبا ما تستخدم في بناء

حساب فقدان الحرارة من خلال الجدران

باستخدام المنزل الريفي المكون من طابقين كمثال ، نحسب فقدان الحرارة من خلال هياكل الجدار الخاصة به.

بيانات المصدر:

• مربع "مربع" بجدران أمامية بعرض 12 م وارتفاع 7 م ؛
• داخل جدران 16 فتحة ، مساحة كل 2.5 م²;
• مواد الجدران الأمامية - طوب خزفي كامل الجسم ؛
• سمك الجدار - 2 الطوب.

بعد ذلك ، سنقوم بحساب مجموعة المؤشرات التي يتم من خلالها إضافة القيمة الإجمالية لفقدان الحرارة من خلال الجدران.

مقاومة انتقال الحرارة

لمعرفة مؤشر مقاومة نقل الحرارة لجدار الواجهة ، من الضروري تقسيم سمك مادة الجدار بواسطة معامل التوصيل الحراري.

بالنسبة لعدد من المواد الإنشائية ، يتم تقديم بيانات عن معامل التوصيل الحراري في الصور أعلاه وأدناه.

لإجراء حسابات دقيقة ، سيكون مطلوبًا معامل التوصيل الحراري الموضح في جدول مواد العزل الحراري المستخدمة في البناء.

تم بناء جدارنا الشرطي من الطوب الخزفي الصلب ، والذي تبلغ الموصلية الحرارية 0.56 واط / م^عنج - سمكها ، مع مراعاة البناء في مركز التوزيع المركزي ، هو 0.51 م.من خلال تقسيم سمك الجدار بواسطة معامل التوصيل الحراري للطوب ، نحصل على مقاومة نقل الحرارة للجدار:

0.51: 0.56 = 0.91 واط / م^{2 × س}مع

نقوم بتقريب نتيجة القسمة إلى منزلتين عشريتين ؛ ليست هناك حاجة إلى بيانات أكثر دقة حول مقاومة نقل الحرارة.

منطقة الجدار الخارجي

نظرًا لاختيار مبنى مربع كمثال ، يتم تحديد مساحة جدرانه بضرب العرض بارتفاع جدار واحد ، ثم بعدد الجدران الخارجية:

12 · 7 · 4 = 336 م²

لذلك ، نحن نعرف منطقة الجدران الأمامية. ولكن ماذا عن فتحات النوافذ والأبواب ، التي تشغل معًا 40 م 2 (2.5 · 16 = 40 م²) من الجدار الأمامي ، هل ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار؟

في الواقع ، كيف تحسب بشكل صحيح تدفئة مستقلة في منزل خشبي باستثناء مقاومة نقل الحرارة للهياكل النافذة والأبواب.

معامل التوصيل الحراري للمواد العازلة للحرارة المستخدمة لعزل الجدران الحاملة

إذا كان من الضروري حساب فقدان الحرارة لمبنى منطقة كبيرة أو منزل دافئ (موفر للطاقة) - نعم ، مع الأخذ في الاعتبار معاملات نقل الحرارة لإطارات النوافذ وأبواب الدخول ستكون صحيحة في الحساب.

ومع ذلك ، بالنسبة للمباني المنخفضة الارتفاع ، فإن IZHS المبنية من المواد التقليدية ، يمكن إهمال فتحات الأبواب والنوافذ. على سبيل المثال لا تأخذ منطقتهم من المساحة الإجمالية للجدران الأمامية.

فقدان حرارة جدار مشترك

نجد فقدان الحرارة للجدار من متر مربع واحد عندما يكون فرق درجة الحرارة بين الهواء داخل المنزل وخارجه درجة واحدة.

للقيام بذلك ، قم بتقسيم الوحدة على مقاومة نقل الحرارة للجدار ، المحسوبة سابقًا:

1: 0.91 = 1.09 واط / م²·^عنمع

بمعرفة فقدان الحرارة لكل متر مربع من محيط الجدران الخارجية ، يمكنك تحديد فقدان الحرارة في درجات حرارة معينة للشارع.

على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة في الكوخ +20 ^عنج ، وعلى الشارع -17 ^عنج ، سيكون فرق درجة الحرارة 20 + 17 = 37 ^عنج. في هذه الحالة ، يكون إجمالي فقدان الحرارة لجدران منزلنا المشروط:

0.91 · 336 · 37 = 11313 غربًا,

حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة لكل متر مربع من الجدار ؛ 336 - مساحة الجدران الأمامية ؛ 37- فرق درجات الحرارة بين الجو الداخلي والخارجي.

معامل التوصيل الحراري للمواد العازلة للحرارة المستخدمة لعزل الأرضية / الجدار ، لذراع التسوية الأرضية الجافة ومحاذاة الجدار

نقوم بإعادة حساب فقدان الحرارة الناتج في كيلوواط / ساعة ، وهي أكثر ملاءمة للإدراك والحسابات اللاحقة لقوة نظام التدفئة.

فقدان حرارة الجدار في كيلوواط / ساعة

أولاً ، اكتشف مقدار الطاقة الحرارية التي ستمر عبر الجدران في ساعة واحدة بفارق درجة حرارة 37 ^عنج.

نذكرك أن الحساب يتم من أجل منزل ذي خصائص هيكلية ، يتم اختياره بشكل مشروط لحسابات العرض والشرح:

113131: 1000 = 11.313 كيلووات ساعة,

حيث: 11313 - مقدار فقدان الحرارة الذي تم الحصول عليه سابقًا ؛ ساعة واحدة ؛ 1000 هو عدد الواط لكل كيلووات.

معامل التوصيل الحراري لمواد البناء المستخدمة لعزل الجدران والأرضيات

لحساب فقدان الحرارة في اليوم ، يتم ضرب فقدان الحرارة الناتج في الساعة بمقدار 24 ساعة:

11.31324 = 271.512 كيلووات ساعة

من أجل الوضوح ، اكتشفنا فقدان الطاقة الحرارية لموسم التسخين الكامل:

7 · 30 · 271.512 = 57017.52 كيلووات ساعة,

حيث: 7 - عدد الأشهر في موسم التسخين ؛ 30 - عدد الأيام في الشهر ؛ 271،512 - فقدان الحرارة اليومي للجدران.

لذا ، فإن خسارة الحرارة المقدرة للمنزل مع الخصائص المذكورة أعلاه لغلاف المبنى ستصل إلى 57017.52 كيلو واط ساعة لمدة سبعة أشهر من موسم التسخين.

مع مراعاة آثار تهوية المنزل الخاص

على سبيل المثال ، سنحسب فقدان حرارة التهوية خلال موسم التدفئة لكوخ مشروط على شكل مربع ، مع جدار بعرض 12 مترًا وارتفاعه 7 أمتار.

باستثناء الأثاث والجدران الداخلية ، سيكون الحجم الداخلي للجو في هذا المبنى كما يلي:

12 · 12 · 7 = 1008 م³

في درجة حرارة الهواء +20 ^عنC (المعيار في موسم التدفئة) كثافته 1.2047 كجم / م³والحرارة النوعية 1.005 كيلوجول / (كجم^عنج)

نحسب كتلة الغلاف الجوي في المنزل:

10081.2047 = 1214.34 كجم,

حيث: 1008 - حجم جو المنزل ؛ 1.2047 - كثافة الهواء عند t +20 ^عنق

جدول يحتوي على قيمة معامل التوصيل الحراري للمواد التي قد تكون مطلوبة لإجراء حسابات دقيقة

لنفترض تغيرًا بمقدار خمسة أضعاف في حجم الهواء في مباني المنزل. لاحظ أن بالضبط متطلبات حجم العرض يعتمد الهواء النقي على عدد سكان الكوخ.

مع متوسط ​​فرق درجات الحرارة بين المنزل والشارع في موسم التسخين ، يساوي 27 ^عنج (20 ^عنC المنزل ، -7 ^عنمع الغلاف الخارجي) في اليوم الواحد لتسخين إمدادات الهواء البارد تحتاج إلى طاقة حرارية:

5.271214.34-1.005 = 164755.58 كيلوجول,

حيث: 5 - عدد التغيرات الجوية في المباني ؛ 27 - فرق درجة الحرارة بين الجو الداخلي والخارجي ؛ 1214.34 - كثافة الهواء عند t +20 ^عنج ؛ 1.005 - حرارة محددة للهواء.

نقوم بتحويل كيلو جول إلى كيلوواط / ساعة ، نقسم القيمة على عدد كيلو جول في كيلوواط / ساعة (3600):

164755.58: 3600 = 45.76 كيلووات ساعة

بعد معرفة تكلفة الطاقة الحرارية لتسخين الهواء في المنزل أثناء استبداله بخمسة أضعاف من خلال تهوية الإمداد ، يمكننا حساب فقدان الحرارة "الهوائي" لموسم التدفئة لمدة سبعة أشهر:

7 · 30 · 45.76 = 9609.6 كيلووات ساعة,

حيث: 7 - عدد الأشهر "الساخنة" ؛ 30 - متوسط ​​عدد الأيام في الشهر ؛ 45.76 - تكاليف الطاقة الحرارية اليومية لتسخين هواء الإمداد.

التهوية (التسلل) استهلاك الطاقة أمر لا مفر منه ، لأن تجديد الهواء في المنزل الريفي أمر حيوي.

يجب حساب احتياجات التسخين لجو الهواء القابل للاستبدال في المنزل ، وتلخيصه بفقدان الحرارة من خلال غلاف المبنى وأخذها في الاعتبار عند اختيار غلاية التدفئة. هناك نوع آخر من استهلاك الطاقة الحرارية ، وهذا الأخير - فقدان حرارة الصرف الصحي.

تكاليف الطاقة لإعداد DHW

إذا كانت المياه الباردة تتدفق من الصنبور إلى المنزل الريفي خلال الأشهر الأكثر دفئًا ، فإنها تكون جليدية في موسم التسخين ، مع درجة حرارة لا تتجاوز +5 ^عنلا يمكن الاستحمام وغسل الأطباق والغسيل بدون تسخين الماء.

الماء المسحوب في وعاء المرحاض يلامس جو المنزل من خلال الجدران ، مع القليل من الحرارة. ماذا يحدث للماء الساخن عن طريق حرق الوقود غير الحر وإنفاقه على الاحتياجات المنزلية؟ يسكب في المجاري.

مرجل مزدوج الدائرة مزود بغلاية تسخين غير مباشرة ، يُستخدم لتسخين سائل التبريد ولتوفير الماء الساخن للدائرة المصممة له

دعونا نلقي نظرة على مثال. عائلة مكونة من ثلاثة ، افترض أن تنفق 17 م³ الماء شهريا. 1000 كجم / م³ - كثافة الماء و 4.183 كيلو جول / كجم^عنC هي حرارتها النوعية.

متوسط ​​درجة حرارة تسخين المياه مخصص للاحتياجات المنزلية ، فليكن +40 ^عنوبناء على ذلك ، فإن الفرق في متوسط ​​درجة الحرارة بين دخول الماء البارد إلى المنزل (+5 ^عنج) ويسخن في غلاية (+30 ^عنج) اتضح 25 ^عنج.

لحساب فقدان حرارة الصرف الصحي ، نعتبر:

17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 كيلوجول,

حيث: 17 - الحجم الشهري لاستهلاك المياه ؛ 1000 هي كثافة الماء ؛ 25 - فرق درجة الحرارة بين الماء البارد والمسخن ؛ 4،183 - حرارة محددة للمياه ؛

لتحويل كيلو جول إلى ساعات كيلوواط مفهومة أكثر:

1777775: 3600 = 493.82 كيلووات ساعة

وهكذا ، لمدة سبعة أشهر من موسم التسخين ، تذهب الطاقة الحرارية إلى المجاري بمبلغ:

493.827 = 3456.74 كيلووات ساعة

استهلاك الطاقة الحرارية لتسخين المياه لاحتياجات النظافة صغير ، مقارنة بفقدان الحرارة من خلال الجدران والتهوية. ولكن هذا أيضًا استهلاك الطاقة ، وتحميل المرجل أو المرجل والتسبب في استهلاك الوقود.

حساب قوة المرجل

تم تصميم الغلاية في نظام التدفئة لتعويض فقدان الحرارة للمبنى. وأيضا في حالة نظام الدائرة المزدوجة أو عند تجهيز المرجل بغلاية تسخين غير مباشرة ، لتسخين المياه للاحتياجات الصحية.

من خلال حساب فقدان الحرارة اليومي واستهلاك الماء الدافئ "لمياه الصرف الصحي" ، من الممكن تحديد سعة الغلاية اللازمة بدقة للمنزل الريفي في منطقة معينة وخصائص الهياكل المرفقة.

تنتج الغلاية ذات الدائرة الواحدة فقط وسيلة تسخين لنظام التسخين

لتحديد قوة غلاية التدفئة ، من الضروري حساب تكلفة الطاقة الحرارية للمنزل من خلال جدران الواجهة وتسخين جو الهواء القابل للاستبدال في الداخل.

مطلوب بيانات عن فقدان الحرارة في كيلوواط / ساعة في اليوم - في حالة وجود منزل مشروط ، محسوبًا كمثال ، هذا:

271.512 + 45.76 = 317.272 كيلووات ساعة,

حيث: 271،512 - فقدان حراري يومي للجدران الخارجية ؛ 45.76 - فقد حراري يومي لتسخين هواء التزويد.

وفقًا لذلك ، ستكون سعة التسخين اللازمة للغلاية:

317.272: 24 (ساعة) = 13.22 كيلوواط

ومع ذلك ، ستكون هذه الغلاية تحت حمولة عالية باستمرار ، مما يقلل من مدة خدمتها. وفي الأيام شديدة البرودة بشكل خاص ، لن تكون السعة المقدرة للغلاية كافية ، لأنه مع اختلاف درجة الحرارة المرتفع بين الأجواء الداخلية والخارجية ، سيزيد فقدان الحرارة للمبنى بشكل حاد.

لذلك اختر غلاية وفقًا لمتوسط ​​حساب تكلفة الطاقة الحرارية لا يستحق ذلك - فقد لا يتعامل مع الصقيع الشديد.

سيكون من المنطقي زيادة السعة المطلوبة لمعدات الغلاية بنسبة 20 ٪:

13.22.2 + 13.22 = 15.86 كيلوواط

لحساب الطاقة المطلوبة للدائرة الثانية من الغلاية ، وتسخين المياه لغسل الأطباق ، والاستحمام ، وما إلى ذلك ، من الضروري تقسيم الاستهلاك الحراري الشهري لخسائر الحرارة "المجاري" على عدد الأيام في الشهر وعلى مدار 24 ساعة:

493.82: 30: 24 = 0.68 كيلووات

وفقًا لنتائج الحساب ، فإن قوة الغلاية المثلى لمثال الكوخ هي 15.86 كيلو واط لدائرة التسخين و 0.68 كيلو واط لدائرة التسخين.

اختيار المشعات

تقليديا تدفئة المبرد يوصى باختيار منطقة الغرفة المُدفأة ، مع المبالغة في تقدير متطلبات الطاقة بنسبة تتراوح من 15 إلى 20٪ ، في حالة الحاجة.

كمثال ، دعونا نفكر في مدى صحة طريقة اختيار المبرد "10 م 2 من المساحة - 1.2 كيلو واط".

يعتمد خرج الحرارة من المشعات على كيفية توصيلها ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند حساب نظام التدفئة

البيانات الأولية: غرفة زاوية في الطابق الأول من منزل من طابقين IZHS ؛ جدار خارجي من صف مزدوج من الطوب الخزفي ؛ عرض الغرفة 3 م ، الطول 4 م ، ارتفاع السقف 3 م.

وفقًا لمخطط الاختيار المبسط ، يُقترح حساب مساحة الغرفة ، ونعتبر:

3 (عرض) · 4 (طول) = 12 م²

على سبيل المثال الطاقة المطلوبة لمبرد التدفئة بعلاوة 20٪ هي 14.4 كيلو واط. الآن دعنا نحسب معلمات الطاقة لمبرد التدفئة بناءً على فقدان الحرارة في الغرفة.

في الواقع ، تؤثر مساحة الغرفة على فقدان الطاقة الحرارية أقل من مساحة جدرانها التي تمتد على جانب واحد من المبنى (الأمامي).

لذلك ، سنأخذ بعين الاعتبار بالضبط مساحة جدران "الشارع" المتاحة في الغرفة:

3 (عرض) · 3 (ارتفاع) + 4 (طول) · 3 (ارتفاع) = 21 م²

بمعرفة مساحة الجدران التي تنقل الحرارة "إلى الشارع" ، نحسب فقدان الحرارة مع اختلاف في درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة الشارع 30^عن (في المنزل +18 ^عنج ، خارج -12 ^عنج) وعلى الفور بالكيلوواط ساعة:

0.91 · 21 · 30: ​​1000 = 0.57 كيلووات,

حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة m2 من جدران الغرف التي تواجه "الشارع" ؛ 21 - مساحة أسوار "الشارع" ؛ 30 - فرق درجة الحرارة داخل المنزل وخارجه ؛ 1000 هو عدد الواط لكل كيلووات.

وفقًا لمعايير البناء ، توجد أجهزة التدفئة في أماكن الحد الأقصى من فقدان الحرارة. على سبيل المثال ، يتم تثبيت المشعاعات تحت فتحات النوافذ ، وبنادق حرارية - فوق مدخل المنزل. في غرف الأركان ، يتم تثبيت البطاريات على جدران باهتة تخضع لرياح قصوى.

اتضح أنه للتعويض عن فقدان الحرارة من خلال جدران الواجهة لهذا التصميم ، عند 30^عن فرق درجة الحرارة في المنزل وفي الشارع هو تدفئة كافية بسعة 0.57 كيلو واط ساعة. نقوم بزيادة الطاقة المطلوبة بنسبة 20 ، حتى بنسبة 30٪ - نحصل على 0.74 كيلووات في الساعة.

وبالتالي ، يمكن أن تكون متطلبات الطاقة الحقيقية للتدفئة أقل بكثير من خطة التداول "1.2 كيلو واط لكل متر مربع من المساحة الأرضية".

علاوة على ذلك ، فإن الحساب الصحيح للطاقة المطلوبة لمشعات التدفئة سيقلل من الحجم المبرد في نظام التدفئة، مما سيقلل الحمل على تكاليف المرجل والوقود.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

حيث تنتقل الحرارة من المنزل - يقدم الفيديو الإجابات:

في الفيديو ، يتم مراعاة إجراء حساب فقدان الحرارة للمنزل من خلال غلاف المبنى.بمعرفة فقدان الحرارة ، سيكون من الممكن حساب قوة نظام التدفئة بدقة:

للحصول على فيديو مفصل حول مبادئ اختيار خصائص الطاقة لمرجل التدفئة ، انظر أدناه:

يرتفع إنتاج الحرارة سنويًا - ترتفع أسعار الوقود. والحرارة ليست كافية باستمرار. لا يمكنك أن تكون غير مبال باستهلاك الطاقة للمنزل - فهو غير مربح تمامًا.

من ناحية ، يكلف كل موسم تسخين جديد مالك المنزل أكثر وأكثر تكلفة. من ناحية أخرى ، فإن عزل الجدران والأساسات وأسقف الضواحي يكلف مالًا جيدًا. ومع ذلك ، كلما قل الحرارة التي تغادر المبنى ، كلما كان تسخينه أرخص..

الحفاظ على الحرارة في مباني المنزل هو المهمة الرئيسية لنظام التدفئة في أشهر الشتاء. يعتمد اختيار قوة غلاية التدفئة على حالة المنزل وجودة العزل لهياكلها المغلقة. يعمل مبدأ "كيلووات لكل 10 مربعات من المساحة" في كوخ متوسط ​​حالة الواجهات والأسقف والأساسات.

هل قمت بحساب نظام التدفئة لمنزلك بشكل مستقل؟ أو هل لاحظت عدم تطابق في الحسابات الواردة في المقالة؟ شارك خبرتك العملية أو حجم المعرفة النظرية عن طريق ترك تعليق في الكتلة ضمن هذه المقالة.